Luận án tiến sĩ nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật nội sinh để tăng cường tính kích kháng đối với bệnh khô cành ngọn keo tai tượng tại một số vùng sinh thái chính ở miền bắc việt nam

Luận án tiến sĩ phân tích nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật nội sinh để tăng cường tính kích kháng đối với bệnh khô cành ngọn, xây dựng cơ sở lý luận, kiểm chứng thực nghiệm, đóng

• Tác giả: Vũ Văn Định
• Người hướng dẫn: PGS. Phạm Quang Thu
• Trường học: Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Quản lý Bảo vệ Tài nguyên rừng
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Vi Sinh Vật Nội Sinh Tăng Cường Khả Năng Kháng Bệnh Khô Cành Ngọn Keo Tai Tượng
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ CÁC KÝ HIỆU
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
• PHẦN MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 1.1.1. Nghiên cứu về Keo tai tượng
• 1.1.2. Nghiên cứu về bệnh hại keo
• 1.1.3. Nghiên cứu biện pháp phòng trừ bệnh hại keo
• 1.1.4. Nghiên cứu tính kích kháng bệnh của cây trồng
• 1.1.5. Nghiên cứu về vi sinh vật nội sinh
• 1.2. Tình hình nghiên cứu ở trong nước
• 1.2.1. Nghiên cứu về Keo tai tượng
• 1.2.2. Nghiên cứu về bệnh hại keo
• 1.2.3. Nghiên cứu biện pháp phòng trừ bệnh hại keo
• 1.2.4. Nghiên cứu tính kích kháng bệnh của cây trồng
• 1.2.5. Nghiên cứu về vi sinh vật nội sinh
• 1.3. Đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu
• 1.3.1. Đặc điểm tự nhiên của huyện Thanh Sơn, Phú Thọ
• 1.3.2. Đặc điểm tự nhiên của huyện Hàm Yên, Tuyên Quang
• 1.3.3. Đặc điểm tự nhiên huyện Văn Bàn, Lào Cai
• 1.3.4. Đặc điểm tự nhiên huyện Bảo Thắng, Lào Cai
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG - ĐỊA ĐIỂM - NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng và địa điểm nghiên cứu
• 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.1.2. Địa điểm nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.2.1. Nghiên cứu bệnh khô cành ngọn Keo tai tượng
• 2.2.2. Nghiên cứu vi khuẩn nội sinh và khả năng kích kháng nấm gây bệnh
• 2.2.3. Nghiên cứu tạo chế phẩm vi khuẩn nội sinh
• 2.2.4. Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi khuẩn nội sinh để kích kháng bệnh khô cành ngọn Keo tai tượng
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp nghiên cứu bệnh khô cành ngọn Keo tai tượng
• 2.3.2. Phương pháp nghiên cứu vi khuẩn nội sinh và khả năng đối kháng với nấm gây bệnh
• 2.3.3. Phương pháp nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi khuẩn nội sinh
• 2.3.4. Phương pháp nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi khuẩn nội sinh để kích kháng bệnh khô cành ngọn Keo tai tượng
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Bệnh khô cành ngọn Keo tai tượng
• 3.1.1. Xác định nguyên nhân gây bệnh
• 3.1.2. Đặc điểm sinh học của nấm gây bệnh
• 3.1.3. Điều tra bệnh khô cành ngọn Keo tai tượng
• 3.2. Vi khuẩn nội sinh và khả năng đối kháng nấm gây bệnh
• 3.2.1. Phân lập vi khuẩn nội sinh và đánh giá khả năng đối kháng nấm gây bệnh
• 3.2.2. Đặc điểm, hình thái và định danh vi khuẩn nội sinh có hoạt tính đối kháng cao
• 3.2.3. Vi khuẩn nội sinh kích kháng bệnh khô cành ngọn Keo tai tượng
• 3.2.4. Một số đặc điểm sinh học khác của vi khuẩn nội sinh có hoạt tính kháng bệnh cao
• 3.3. Tạo chế phẩm vi khuẩn nội sinh
• 3.3.1. Điều kiện nhân sinh khối
• 3.3.2. Tạo chế phẩm và đánh giá chất lượng chế phẩm theo thời gian bảo quản
• 3.4. Ứng dụng chế phẩm vi khuẩn nội sinh để kích kháng bệnh khô cành ngọn Keo tai tượng
• 3.4.1. Ảnh hưởng của chế phẩm vi khuẩn nội sinh đến sự nảy mầm của hạt
• 3.4.2. Ảnh hưởng của chế phẩm vi khuẩn nội sinh đến kích kháng bệnh khô cành ngọn Keo tai tượng trong giai đoạn vườn ươm
• 3.4.3. Ảnh hưởng của chế phẩm vi khuẩn nội sinh đến kích kháng bệnh khô cành ngọn Keo tai tượng ở giai đoạn cây 1 năm tuổi
• KẾT LUẬN - TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật nội sinh

Nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật nội sinh trong việc tăng cường khả năng kháng bệnh cho cây trồng đang trở thành một xu hướng quan trọng trong nông nghiệp hiện đại. Đặc biệt, khô cành ngọn keo tai tượng là một trong những bệnh hại nghiêm trọng ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng rừng trồng. Việc hiểu rõ về vai trò của vi sinh vật nội sinh trong việc bảo vệ cây trồng sẽ giúp phát triển các biện pháp phòng trừ hiệu quả hơn.

1.1. Khái niệm về vi sinh vật nội sinh và vai trò của chúng

Vi sinh vật nội sinh là những vi sinh vật sống trong mô thực vật mà không gây hại cho cây. Chúng có khả năng tạo ra các hợp chất sinh học giúp cây tăng cường sức đề kháng với bệnh tật. Nghiên cứu cho thấy rằng vi sinh vật nội sinh có thể giúp cây kháng lại các tác nhân gây bệnh như nấm, vi khuẩn.

1.2. Tình hình nghiên cứu về bệnh khô cành ngọn keo tai tượng

Bệnh khô cành ngọn keo tai tượng do nấm Colletotrichum gloeosporioides gây ra, đã được ghi nhận là một trong những nguyên nhân chính làm giảm năng suất rừng trồng. Nghiên cứu hiện tại tập trung vào việc xác định nguyên nhân và tìm kiếm các biện pháp phòng trừ hiệu quả.

II. Vấn đề và thách thức trong quản lý bệnh khô cành ngọn

Quản lý bệnh khô cành ngọn keo tai tượng gặp nhiều thách thức do sự phát triển nhanh chóng của bệnh và sự khó khăn trong việc áp dụng các biện pháp hóa học. Việc sử dụng vi sinh vật nội sinh như một giải pháp thay thế đang được xem xét để giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và kinh tế.

2.1. Nguyên nhân gây bệnh khô cành ngọn

Nguyên nhân chính gây bệnh khô cành ngọn là do nấm Colletotrichum gloeosporioides. Nấm này xâm nhập vào cây qua các vết thương và điều kiện môi trường thuận lợi, dẫn đến sự phát triển của bệnh.

2.2. Tác động của bệnh đến sản xuất nông nghiệp

Bệnh khô cành ngọn không chỉ làm giảm năng suất mà còn ảnh hưởng đến chất lượng gỗ. Điều này gây thiệt hại lớn cho người trồng rừng và ảnh hưởng đến kinh tế địa phương.

III. Phương pháp nghiên cứu vi sinh vật nội sinh trong kháng bệnh

Nghiên cứu sử dụng các phương pháp hiện đại để phân lập và xác định các chủng vi sinh vật nội sinh có khả năng kháng bệnh. Các thí nghiệm được thực hiện để đánh giá hiệu quả của các chủng này trong việc tăng cường sức đề kháng cho cây keo tai tượng.

3.1. Phương pháp phân lập vi sinh vật nội sinh

Việc phân lập các chủng vi sinh vật nội sinh được thực hiện từ các mẫu cây keo tai tượng bị bệnh. Các chủng này sau đó được nuôi cấy và đánh giá khả năng kháng bệnh.

3.2. Đánh giá hiệu quả kháng bệnh của vi sinh vật nội sinh

Các thí nghiệm được thiết kế để đánh giá khả năng kháng bệnh của các chủng vi sinh vật nội sinh. Kết quả cho thấy một số chủng có khả năng ức chế sự phát triển của nấm gây bệnh.

IV. Ứng dụng thực tiễn của vi sinh vật nội sinh trong nông nghiệp

Việc ứng dụng vi sinh vật nội sinh trong quản lý bệnh khô cành ngọn keo tai tượng đã cho thấy những kết quả khả quan. Các chế phẩm từ vi sinh vật nội sinh không chỉ giúp tăng cường sức đề kháng mà còn thúc đẩy sự phát triển của cây trồng.

4.1. Kết quả nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật nội sinh

Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng chế phẩm vi sinh vật nội sinh giúp giảm tỷ lệ mắc bệnh khô cành ngọn và cải thiện sự sinh trưởng của cây keo tai tượng.

4.2. Lợi ích kinh tế từ việc ứng dụng vi sinh vật nội sinh

Việc áp dụng vi sinh vật nội sinh không chỉ giúp giảm thiểu thiệt hại do bệnh tật mà còn nâng cao năng suất và chất lượng gỗ, từ đó mang lại lợi ích kinh tế cho người trồng rừng.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu về ứng dụng vi sinh vật nội sinh trong việc kháng bệnh khô cành ngọn keo tai tượng đã mở ra hướng đi mới trong quản lý dịch bệnh. Các kết quả đạt được cho thấy tiềm năng lớn của phương pháp này trong nông nghiệp bền vững.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu đã xác định được các chủng vi sinh vật nội sinh có khả năng kháng bệnh cao, góp phần vào việc phát triển các biện pháp phòng trừ hiệu quả.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về cơ chế hoạt động của vi sinh vật nội sinh và mở rộng ứng dụng của chúng trong các loại cây trồng khác để nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Bệnh khô cành ngọn do nấm Colletotrichum gloeosporioides Strain gây hại là một trong những trở ngại sinh học lớn đối với diện tích rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium Willd.) tại miền Bắc Việt Nam. Theo số liệu thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đến ngày 31/12/2012 (Quyết định số 1739/QĐ-BNN-TCLN), tổng diện tích rừng trồng cả nước là 3.200.000 ha, trong đó các loài keo chiếm 990.018 ha và Keo tai tượng chiếm tỷ lệ cao nhất với 590.000 ha. Tuy nhiên, tình trạng dịch bệnh bùng phát đã ghi nhận khoảng 1.000 ha Keo tai tượng tại miền Bắc bị bệnh khô cành ngọn nặng ở các địa phương như Thanh Sơn (Phú Thọ), Hàm Yên (Tuyên Quang), Văn Bàn và Bảo Thắng (Lào Cai). Việc sử dụng thuốc hóa học trên quy mô rừng trồng lớn bộc lộ nhiều hạn chế về chi phí và gây ảnh hưởng đến môi trường sinh thái, trong khi nguồn giống có tính chống chịu di truyền tự nhiên còn hạn chế. Do đó, việc ứng dụng vi khuẩn nội sinh (VKNS) để kích thích tính kháng hệ thống (kích kháng) của cây chủ và nâng cao khả năng sinh trưởng là hướng tiếp cận cần thiết. Luận án tiến sĩ lâm nghiệp của tác giả Vũ Văn Định (2014) được thực hiện nhằm giải quyết khoảng trống thực nghiệm này.

Mục tiêu nghiên cứu được xác định cụ thể như sau:

1. Mục tiêu tổng quát: Xác định cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc kích kháng bệnh khô cành ngọn Keo tai tượng bằng vi khuẩn nội sinh.
2. Mục tiêu cụ thể:
   • Mục tiêu 1: Xác định nguyên nhân gây bệnh và đặc điểm sinh học của nấm gây bệnh khô cành ngọn Keo tai tượng.
   • Mục tiêu 2: Làm sáng tỏ vai trò của vi khuẩn nội sinh có khả năng sinh hoóc môn sinh trưởng (IAA), phân giải lân và đối kháng với nấm gây bệnh khô cành ngọn Keo tai tượng.
   • Mục tiêu 3: Nghiên cứu biện pháp phòng trừ bệnh khô cành ngọn Keo tai tượng ở giai đoạn vườn ươm và rừng trồng.
   • Mục tiêu 4: Ứng dụng vi khuẩn nội sinh để tăng cường khả năng kích kháng bệnh khô cành ngọn Keo tai tượng.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Cây Keo tai tượng (Acacia mangium Willd.), nấm gây bệnh khô cành ngọn Colletotrichum gloeosporioides Strain, và các chủng vi khuẩn nội sinh phân lập từ mô thực vật của Keo tai tượng.
• Phạm vi không gian: Điều tra, thu thập mẫu bệnh và mẫu thực vật tại 4 khu vực đại diện ở miền Bắc Việt Nam gồm huyện Thanh Sơn (tỉnh Phú Thọ), huyện Hàm Yên (tỉnh Tuyên Quang), huyện Văn Bàn và huyện Bảo Thắng (tỉnh Lào Cai). Các nội dung phân lập, giám định phân tử, sản xuất chế phẩm và thử nghiệm vườn ươm được thực hiện tại Trung tâm Nghiên cứu Bảo vệ rừng thuộc Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam (phường Đức Thắng, quận Bắc Từ Liêm, Hà Nội).
• Phạm vi thời gian: Công trình nghiên cứu được thực hiện trong khuôn khổ Chương trình đào tạo tiến sĩ khóa 21 (giai đoạn 2009–2014).

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã tổng thuật hệ thống các công trình nghiên cứu trong nước và quốc tế liên quan đến đặc tính sinh học của Keo tai tượng, bệnh hại keo, cơ chế kích kháng và ứng dụng vi sinh vật nội sinh:

Các nghiên cứu quốc tế

• Về cây Keo tai tượng: Nghiên cứu của MacDicken và Brewbaker (1984) đã chỉ ra các đặc điểm hình thái, đặc tính cố định nitơ và tính chất cơ lý gỗ theo tuổi của loài keo này. Các chương trình khảo nghiệm xuất xứ của CSIRO, ACIAR (dự án 8457, 8848), Harwood và William (1991), Racz và Zakaria (1986), Khamis (1991), Arif Nirsatmanto (2005) tại Trung Quốc, Malaysia, Philippines, Indonesia và Nam Phi đã xác định các xuất xứ có triển vọng như Claudie River, Oriomo, Kini, Bensbach, Wipim.
• Về bệnh hại và biện pháp phòng trừ: Roger L. (1954) ghi nhận nấm Glomerella cingulata (dạng vô tính là Colletotrichum gloeosporioides) gây bệnh chết ngược chồi ngọn tại Papua New Guinea. Lee và Noraini Sikin (1999), Old et al. tổng kết các bệnh rỗng ruột, phấn hồng (Corticium salmonicolor), thối rễ do Phytophthora và Pythium. Về phòng trừ hóa học, Barnard và Schroeder (1984) đề xuất dùng chlorothalonil trị Colletotrichum, Kobayashi và Guzman (1988) dùng carbendazim và mancozeb trị Phomopsis, Sharma và cs. (1985), Josiah và Allen-Reid (1991) khuyến nghị chọn giống chống chịu và dùng benomyl, triadimefon cho bệnh phấn trắng.
• Về tính kích kháng và vi sinh vật nội sinh: Khái niệm vi sinh vật nội sinh được xác lập bởi Holiday (1989), Willson (1993), Schulz và Boyle (2006), Chanway C. Nghiên cứu của Bent và Chanway (1998), Mahaffee và Kloepper (1997), Sturz và Matheson (1996), Reiter và Sessitsch (2006), Strobel et al. khẳng định vi sinh vật nội sinh có khả năng tạo chất kháng sinh, tiết kích thích tố thực vật và kiểm soát sinh học mầm bệnh. Tại Hàn Quốc, Viện NIAST đã ứng dụng Bacillus vallismortis sản xuất chế phẩm EXTN-1 để kích kháng bệnh thực vật; Kyungseok (2007) tổng kết các tác nhân kích kháng hệ thống từ vi khuẩn rễ và hợp chất tự nhiên.

Các nghiên cứu trong nước

• Về Keo tai tượng và bệnh hại: Nguyễn Hoàng Nghĩa (2003), Lê Đình Khả và cs., Hà Huy Thịnh (2006) đã đánh giá các xuất xứ Keo tai tượng triển vọng tại Đông Bắc Bộ, Bầu Bàng (Bình Dương), Đồng Nai. Về bệnh học rừng trồng, Phạm Quang Thu (2002, 2003, 2007, 2011), Phạm Quang Thu và Nguyễn Hoàng Nghĩa (2007), Phạm Quang Thu và cs. (2012) đã công bố danh mục các bệnh hại chính như bệnh phấn hồng, loét thân cành do Lasiodiplodia theobromae, bệnh rỗng ruột (Ganoderma spp.), chết héo do Ceratocystis sp. và Phytophthora cinnamomi.
• Về vi sinh vật nội sinh và chế phẩm kích kháng: Đái Duy Ban và Lữ Thị Cẩm Vân (1994), Đoàn Thị Thanh và cs. (2006) ứng dụng vi khuẩn đối kháng và muối salicylic phòng trừ héo xanh. Nguyễn Lân Dũng (1982), Phạm Văn Mạch (1991), Phạm Quang Thu và Trần Thanh Trăng (2002), Phạm Quang Thu (2010) nghiên cứu xạ khuẩn và vi khuẩn đối kháng nấm bệnh. Vũ Văn Định (2009) đã phân lập 30 chủng vi khuẩn trên keo lai và chọn được 3 chủng (B03, P01, X02) đối kháng C. gloeosporioides.

Khoảng trống nghiên cứu luận án giải quyết

Mặc dù bệnh khô cành ngọn đã gây thiệt hại nghiêm trọng trên diện tích lớn rừng trồng Keo tai tượng tại miền Bắc, các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào cây nông nghiệp hoặc xử lý hóa học tạm thời trên keo lai. Luận án của tác giả Vũ Văn Định là công trình chuyên sâu đầu tiên xác định đầy đủ nguyên nhân phân tử của chủng nấm gây bệnh, đồng thời sàng lọc, tuyển chọn các chủng vi khuẩn nội sinh bản địa đa chức năng (vừa kháng nấm bệnh, vừa cố định sinh IAA và phân giải lân) nhằm sản xuất chế phẩm sinh học kích kháng bệnh khô cành ngọn trên cây Keo tai tượng ở giai đoạn vườn ươm và rừng trồng 1 năm tuổi.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

• Khái niệm vi sinh vật nội sinh (Endophytes): Được định nghĩa theo Holiday (1989) và Willson (1993) là các vi sinh vật sống trong mô nội sinh của cây chủ mà không gây ra bất kỳ triệu chứng bệnh hay tác động bất lợi nào cho cây trong điều kiện bình thường.
• Cơ chế kích thích tính kháng hệ thống (Induced Systemic Resistance - ISR): Quá trình vi khuẩn nội sinh xâm nhập mô thực vật, tác động kích hoạt các phản ứng phòng vệ tự nhiên của tế bào cây chủ tiết ra các enzyme và hợp chất kháng sinh để chống lại sự xâm nhiễm của mầm bệnh, biểu hiện dưới dạng kích kháng tại chỗ và kích kháng lưu dẫn toàn thân (Phạm Văn Kim và cs.; Kyungseok, 2007).

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Hạng mục nghiên cứu	Phương pháp, công cụ và kỹ thuật phân tích	Quy chuẩn / Thiết bị
Bệnh thái học & Hình thái nấm	Quan sát triệu chứng vết bệnh; nuôi cấy đơn bào tử trong hộp lồng ẩm; đo kích thước bào tử và hệ sợi nấm.	Kính hiển vi Olympus BX50 (độ phóng đại 1.000x và 2.000x); môi trường PDA ở 28°C.
Giám định sinh học phân tử	Tách chiết ADN nấm bằng kỹ thuật glassmilk (Reader & Broda, 1985); phản ứng PCR khuếch đại vùng ITS1 và ITS2 bằng cặp mồi ITS1-F và ITS4; điện di gel agarose 2,5%; tách dòng bằng véc-tơ pGEM-T (Promega); cắt enzyme giới hạn bằng Hinf I và Taq I (PCR-RFLP).	Máy PTC 225 Peltier Thermal Cycler; thuốc nhuộm ethidium bromide; máy ảnh Kodak EDAS290; kít MO BIO Laboratories UltraClean.
Phân tích tin sinh học	Xử lý dữ liệu trình tự ADN; căn chỉnh chuỗi và so sánh ngân hàng gen; xây dựng cây phân loại phát sinh chủng loại.	Phần mềm Chromas Lite v2.0; ClustalW; BLAST trên hệ thống BioManager (ANGIS, 2005); FASTA v3.0; Phylip; TreeView v1.0.
Đánh giá tính gây bệnh	Thí nghiệm lây nhiễm nhân tạo in vitro trên lá non và cành non tách rời trong điều kiện ẩm (4 công thức thí nghiệm, mật độ bào tử $1 \times 10^6\text{ CFU/ml}$, lặp lại 3 lần).	Đĩa Petri $\varnothing 10\text{ cm}$; tủ định ôn 28°C.
Sinh thái học nấm bệnh	Đo tốc độ sinh trưởng đường kính tản nấm trên môi trường PDA ở các dải nhiệt độ, độ ẩm và dải pH khác nhau.	Tủ định ôn; máy đo pH; ẩm kế.
Vi sinh vật học nội sinh	Khử trùng bề mặt mô cây (cồn 70°, rửa nước cất vô trùng), phân lập trên môi trường dinh dưỡng; đánh giá hiệu lực đối kháng nấm bệnh theo thang phân cấp (-, +, ++, +++, ++++).	Tủ cấy vi sinh; môi trường chuyên dụng.
Đặc tính sinh hóa của VKNS	Định lượng khả năng tổng hợp chất điều hòa sinh trưởng Indole-3-acetic acid (IAA); định tính và định lượng khả năng hòa tan phốt phát khó tan (phân giải lân).	Phép đo quang phổ; môi trường Pikovskaya.
Công nghệ chế phẩm vi sinh	Khảo sát các thông số tối ưu: môi trường nhân sinh khối, tốc độ lắc (vòng/phút), thời gian nuôi cấy, nhiệt độ nuôi cấy; theo dõi mật độ tế bào sống (CFU/ml) theo thời gian bảo quản.	Máy lắc điều nhiệt; buồng đếm vi khuẩn.
Thử nghiệm ứng dụng thực tế	Đánh giá tỷ lệ nảy mầm của hạt giống; thử nghiệm kích kháng vườn ươm qua 3 phương thức xử lý (tiêm, phun, tưới); đánh giá tỷ lệ bệnh ($P%$), cấp bệnh ($R$) và mức độ bị bệnh ($R%$) trên rừng trồng Keo tai tượng 1 năm tuổi.	Thí nghiệm ngẫu nhiên có đối chứng (ĐC).

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu nghiên cứu

Chương này tổng kết toàn diện cơ sở dữ liệu về Keo tai tượng, diễn biến bệnh khô cành ngọn và các bệnh nấm nguy hiểm trên cây thân gỗ, các giải pháp phòng trừ sinh học và ứng dụng vi sinh vật nội sinh trên thế giới và tại Việt Nam. Tác giả cũng phân tích chi tiết điều kiện tự nhiên, khí tượng thủy văn (nhiệt độ trung bình, lượng mưa, độ ẩm, hướng gió và các nhóm đất feralit phát triển tại chỗ) của 4 địa bàn điều tra trọng điểm:

• Huyện Thanh Sơn (tỉnh Phú Thọ): Nhiệt độ trung bình năm 23,44°C, độ ẩm trung bình 87,42%, lượng mưa bình quân 135,81 mm/tháng (tập trung từ tháng 4 đến tháng 10).
• Huyện Hàm Yên (tỉnh Tuyên Quang): Tọa độ địa lý $21^\circ 50'$ đến $22^\circ 23'$ vĩ độ Bắc, $105^\circ 50'$ đến $105^\circ 11'$ kinh độ Đông; nhiệt độ trung bình năm 23,44°C, lượng mưa năm 1.629,8 mm.
• Huyện Văn Bàn (tỉnh Lào Cai): Tọa độ $21^\circ 57'$ đến $22^\circ 17'$ vĩ độ Bắc, $103^\circ 57'$ đến $104^\circ 30'$ kinh độ Đông; 90% diện tích là đồi núi cao, nhiệt độ trung bình 22,90°C, lượng mưa năm 1.500 mm.
• Huyện Bảo Thắng (tỉnh Lào Cai): Vùng thung lũng dọc hai bên sông Hồng, nhiệt độ trung bình năm từ 22°C đến 24°C, số ngày mưa trung bình năm từ 111 đến 115 ngày.

Chương 2: Đối tượng - Địa điểm - Nội dung và Phương pháp nghiên cứu

Chương 2 trình bày chi tiết thiết kế nghiên cứu, vật liệu và toàn bộ quy trình thực nghiệm:

• Trình bày kỹ thuật phân lập nấm trực tiếp từ mô bệnh trên đĩa PDA và phương pháp nuôi cấy đơn bào tử trong hộp lồng ẩm ở 28°C.
• Quy chuẩn hóa quy trình sinh học phân tử: Tách chiết ADN bằng glassmilk, phản ứng PCR với cặp mồi ITS1-F/ITS4 (35 chu kỳ: biến tính 94°C trong 30 giây, gắn mồi 55°C trong 30 giây, kéo dài 72°C trong 7 phút), tách dòng trên pGEM-T và cắt enzyme giới hạn Hinf I, Taq I.
• Bố trí thí nghiệm gây bệnh nhân tạo trong phòng thí nghiệm với 4 công thức:
  • Công thức 1 (CT1): Nhúng 20 lá non vào dịch huyền phù bào tử nấm ($1 \times 10^6\text{ CFU/ml}$), đặt trong 10 đĩa Petri (2 lá/đĩa), giữ ẩm.
  • Công thức 2 (CT2): Đối chứng lá non nhúng nước cất vô trùng.
  • Công thức 3 (CT3): Nhúng 20 đoạn cành non (dài 6 cm, đường kính 0,5–0,7 mm) vào dịch bào tử nấm ($1 \times 10^6\text{ CFU/ml}$).
  • Công thức 4 (CT4): Đối chứng cành non nhúng nước cất vô trùng.
• Quy trình phân lập vi khuẩn nội sinh từ các mẫu cây ở các cấp bệnh khác nhau (từ cấp 0 đến cấp 4), thử nghiệm đối kháng kép với nấm bệnh trên đĩa thạch, đo hoạt tính sinh IAA và hòa tan lân khó tan.
• Thiết kế các thí nghiệm tối ưu hóa điều kiện nuôi cấy nhân sinh khối chế phẩm vi khuẩn (môi trường, tốc độ lắc, nhiệt độ, thời gian) và thử nghiệm kích kháng tại vườn ươm (3 phương thức: tiêm dịch vi khuẩn vào thân, phun lên tán lá, tưới gốc) và trên rừng trồng 1 năm tuổi.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm và số liệu phân tích chuyên sâu qua 24 bảng số liệu và 37 hình ảnh/đồ thị minh họa:

1. Nguyên nhân và đặc điểm sinh học của nấm gây bệnh khô cành ngọn

• Kết quả phân lập và giám định: Đã phân lập được 4 chủng nấm đại diện từ 4 khu vực nghiên cứu gồm chủng Phú Thọ (PT), Tuyên Quang (TQ), Lào Cai 1 (LC1) và Lào Cai 2 (LC2). Bằng phương pháp giải trình tự chuỗi gen vùng ITS1-ITS2 kết hợp phân tích PCR-RFLP và so sánh dữ liệu BLAST trên ngân hàng gen, tác giả đã định danh chính xác loài nấm gây bệnh là Colletotrichum gloeosporioides Strain.
• Tính gây bệnh nhân tạo: Thí nghiệm in vitro (Bảng 3.1) và vườn ươm (Bảng 3.2) chứng minh cả 4 chủng nấm đều có khả năng gây bệnh làm khô lá non, hoại tử cành non với các triệu chứng tương tự triệu chứng bệnh ngoài tự nhiên; trong đó chủng PT thể hiện độc lực cao nhất.
• Đặc điểm sinh học của nấm: Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố sinh thái (Bảng 3.3, 3.4, 3.5 và Hình 3.16, 3.17, 3.18) xác định:
  • Nhiệt độ thích hợp nhất cho hệ sợi nấm sinh trưởng là 25°C–28°C; nấm ngừng sinh trưởng ở nhiệt độ dưới 10°C và trên 35°C.
  • Độ ẩm không khí thích hợp nhất là 80%–90%.
  • Dải pH thích hợp cho nấm phát triển là pH 5,5–6,5.
• Hiện trạng bệnh ngoài hiện trường: Số liệu điều tra (Bảng 3.6) ghi nhận tỷ lệ bị bệnh ($P%$) và cấp bị bệnh ($R$) phân bố tại các khu vực rừng trồng Keo tai tượng ở miền Bắc, tỷ lệ bệnh tăng cao trong mùa mưa ẩm.

2. Phân lập, định danh và đặc tính của các chủng vi khuẩn nội sinh

• Phân lập vi khuẩn nội sinh: Từ các mẫu thân, cành cây Keo tai tượng khỏe mạnh và bị bệnh ở các cấp độ khác nhau tại 4 khu vực, tác giả đã phân lập được số lượng lớn các chủng vi khuẩn nội sinh (Bảng 3.7). Đánh giá đối kháng in vitro với nấm C. gloeosporioides (Bảng 3.8, 3.9) đã phát hiện nhiều chủng có hiệu lực ức chế từ trung bình (++) đến rất mạnh (++++).
• Tuyển chọn và định danh: Đã tuyển chọn được 4 chủng vi khuẩn nội sinh có hoạt tính đối kháng nấm bệnh cao nhất ký hiệu là P01, KPT, LC, X02 (cùng chủng B03). Kết quả định danh hình thái, sinh hóa và sinh học phân tử (Bảng 3.10) xác định đặc tính phân loại của các chủng vi khuẩn này.
• Khả năng kích kháng và hoạt tính sinh học:
  • Thí nghiệm in vitro và trên cành, lá non (Bảng 3.11, 3.12) chứng minh các dịch nuôi cấy của các chủng VKNS có khả năng ức chế nảy mầm bào tử và ngăn chặn sự xâm nhiễm của nấm C. gloeosporioides.
  • Khả năng sinh IAA: Cả 5 chủng VKNS (P01, KPT, LC, X02, B03) đều có khả năng tổng hợp hoóc môn thực vật Indole-3-acetic acid (IAA) ở các mức nồng độ khác nhau (Hình 3.32, 3.33), góp phần kích thích sinh trưởng rễ và chồi.
  • Khả năng phân giải lân: Cả 5 chủng vi khuẩn đều thể hiện khả năng phân giải các hợp chất phốt phát khó tan tạo thành vòng phân giải rõ rệt trên môi trường chuyên biệt (Bảng 3.13, Hình 3.34).

3. Công nghệ sản xuất chế phẩm vi khuẩn nội sinh

• Xác định điều kiện nhân sinh khối tối ưu:
  • Môi trường nuôi cấy lỏng thích hợp nhất cho sự tích lũy mật độ tế bào vi khuẩn cao nhất (Bảng 3.14).
  • Tốc độ lắc tối ưu: Nuôi cấy trên máy lắc đạt mật độ tế bào cao nhất ở tốc độ lắc 150–180 vòng/phút (Bảng 3.15).
  • Thời gian nuôi cấy tối ưu: Đạt đỉnh sinh khối sau 36–48 giờ nuôi cấy (Bảng 3.16).
  • Nhiệt độ nuôi cấy tối ưu: Thích hợp nhất trong dải nhiệt độ 28°C–30°C (Bảng 3.17).
• Đánh giá thời gian bảo quản chế phẩm: Mật độ tế bào sống của vi khuẩn trong chế phẩm giữ được độ ổn định cần thiết sau 3–6 tháng bảo quản trong điều kiện mát (Bảng 3.18).

4. Ứng dụng chế phẩm vi khuẩn nội sinh kích kháng bệnh

• Ảnh hưởng đến nảy mầm của hạt giống: Xử lý ngâm hạt Keo tai tượng bằng dịch huyền phù vi khuẩn nội sinh làm tăng tỷ lệ nảy mầm và rút ngắn thời gian nảy mầm so với đối chứng xử lý nước cất (Bảng 3.19).
• Thử nghiệm ở giai đoạn vườn ươm:
  • Đánh giá hiệu lực kích kháng qua 3 phương thức xâm nhiễm: Phương pháp tiêm dịch vi khuẩn vào thân (Bảng 3.21), phương pháp phun dịch lên tán lá (Bảng 3.22) và phương pháp tưới gốc (Bảng 3.23). Kết quả tổng hợp (Bảng 3.20, Hình 3.35) cho thấy phương pháp tiêm và phun đem lại hiệu quả làm giảm tỷ lệ bị bệnh và mức độ bị bệnh khô cành ngọn rõ rệt so với đối chứng không xử lý vi khuẩn khi tiến hành lây nhiễm nấm nhân tạo.
• Thử nghiệm trên rừng trồng Keo tai tượng 1 năm tuổi: Ứng dụng chế phẩm vi khuẩn nội sinh xử lý cây con trước khi trồng rừng tại hiện trường đã làm giảm đáng kể tỷ lệ bị bệnh ($P%$), cấp bệnh ($R$) và chỉ số mức độ bị bệnh ($R%$) ở giai đoạn 1 năm tuổi, đồng thời thúc đẩy tăng trưởng về chiều cao vút ngọn ($H_{vn}$) và đường kính gốc ($D_0$) so với lô đối chứng (Bảng 3.24, Hình 3.36, 3.37).

---

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp về lý luận và khoa học

1. Xác định đầy đủ và chính xác nguyên nhân gây bệnh khô cành ngọn Keo tai tượng tại một số vùng sinh thái chính ở miền Bắc Việt Nam là do nấm Colletotrichum gloeosporioides Strain thông qua phân tích đặc điểm hình thái và giải trình tự gen vùng ITS1-ITS2 kết hợp kỹ thuật PCR-RFLP.
2. Cung cấp các dẫn liệu khoa học về đặc tính sinh thái của nấm C. gloeosporioides (ngưỡng nhiệt độ 25°C–28°C, ẩm độ 80%–90%, pH 5,5–6,5) và cơ chế kích kháng lưu dẫn của vi khuẩn nội sinh trong mô cây Keo tai tượng.
3. Làm sáng tỏ tính đa chức năng của các chủng vi khuẩn nội sinh bản địa trong việc bảo vệ và kích thích sinh trưởng cây chủ: Vừa có hiệu lực đối kháng mạnh với nấm bệnh, vừa có khả năng tổng hợp hoóc môn kích thích sinh trưởng IAA và hòa tan phốt phát khó tan.

Đóng góp về thực tiễn và giải pháp đề xuất

1. Phân lập và tuyển chọn được 4 chủng vi khuẩn nội sinh ưu thế ký hiệu là P01, KPT, LC, X02 có hoạt tính ức chế nấm bệnh cao, sinh IAA và phân giải lân tốt, tạo nguồn vật liệu sinh học phục vụ sản xuất chế phẩm sinh học bảo vệ rừng.
2. Xây dựng được các thông số kỹ thuật tối ưu để nhân sinh khối vi khuẩn nội sinh (môi trường dinh dưỡng lỏng, nhiệt độ 28°C–30°C, tốc độ lắc 150–180 vòng/phút, thời gian 36–48 giờ) và quy trình sản xuất chế phẩm sinh học dạng lỏng.
3. Đề xuất quy trình ứng dụng chế phẩm vi khuẩn nội sinh để xử lý hạt giống nhằm tăng tỷ lệ nảy mầm, xử lý cây con trong vườn ươm (bằng phương pháp phun hoặc tiêm) và xử lý cây trước khi trồng rừng, giúp giảm thiểu tỷ lệ và mức độ hại của bệnh khô cành ngọn trên cây Keo tai tượng 1 năm tuổi, hạn chế sử dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế của luận án:

  • Địa bàn thu mẫu và điều tra hiện trường mới giới hạn tại 4 huyện thuộc 3 tỉnh miền Bắc (Phú Thọ, Tuyên Quang, Lào Cai), chưa mở rộng khảo sát tại các vùng sinh thái trọng điểm trồng keo ở miền Trung và miền Nam.
  • Thử nghiệm ứng dụng chế phẩm ngoài hiện trường rừng trồng mới dừng lại ở giai đoạn đánh giá cây 1 năm tuổi; chưa có điều kiện theo dõi diễn biến tính kích kháng và mức độ nhiễm bệnh khi rừng bước vào giai đoạn khép tán và thành thục (từ 3 đến 8 năm tuổi).
  • Chế phẩm vi khuẩn nội sinh mới được sản xuất và thử nghiệm ở quy mô phòng thí nghiệm và vườn ươm thực nghiệm, chưa hoàn thiện công nghệ sản xuất ở quy mô công nghiệp lớn.

• Hướng nghiên cứu tiếp theo:

  • Tiếp tục theo dõi, đánh giá hiệu lực kích kháng và các chỉ tiêu sinh trưởng của rừng Keo tai tượng đã xử lý chế phẩm vi khuẩn nội sinh ở các cấp tuổi lớn hơn (2–5 năm tuổi).
  • Mở rộng phạm vi thử nghiệm chế phẩm vi khuẩn nội sinh trên các dòng keo khác (Keo lá tràm, Keo lai) và tại các vùng sinh thái lâm nghiệp khác nhau trên toàn quốc.
  • Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ bào chế chế phẩm dạng bột hoặc dạng viên có chất mang phù hợp để kéo dài thời hạn bảo quản và thuận tiện cho vận chuyển, sử dụng trong sản xuất lâm nghiệp quy mô lớn.

---

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên: Thuộc các chuyên ngành Quản lý Bảo vệ Tài nguyên rừng, Lâm học, Bảo vệ Thực vật, Vi sinh vật học ứng dụng và Công nghệ Sinh học nông nghiệp. Luận án cung cấp quy trình chi tiết về kỹ thuật sinh học phân tử (tách chiết ADN bằng glassmilk, PCR-RFLP gen ITS, tách dòng véc-tơ pGEM-T) và phương pháp phân lập, sàng lọc vi khuẩn nội sinh.
• Giảng viên và cán bộ nghiên cứu: Tham khảo khung phương pháp đánh giá bệnh cây rừng, phương pháp giải trình tự gen nấm bệnh, và các chỉ tiêu định lượng sinh hóa (IAA, phân giải lân) của vi sinh vật.
• Cán bộ kỹ thuật và nhà quản lý lâm nghiệp: Tham khảo các thông số kỹ thuật nhân sinh khối chế phẩm vi sinh, quy trình xử lý hạt giống và kỹ thuật phòng trừ sinh học bệnh khô cành ngọn tại vườn ươm và rừng trồng Keo tai tượng.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Nguyên nhân chính gây bệnh khô cành ngọn Keo tai tượng trong luận án được xác định là gì?

Nguyên nhân gây bệnh khô cành ngọn Keo tai tượng được xác định là do loài nấm Colletotrichum gloeosporioides Strain. Kết quả này được chứng minh thông qua mô tả hình thái bào tử, hệ sợi trên kính hiển vi Olympus BX50, phân tích sinh học phân tử giải trình tự vùng gen ITS1-ITS2 bằng cặp mồi ITS1-F/ITS4, cắt enzyme giới hạn PCR-RFLP (Hinf I và Taq I) và so sánh dữ liệu BLAST trên ngân hàng gen.

2. Luận án đã tuyển chọn được những chủng vi khuẩn nội sinh ưu thế nào và chúng có những đặc tính gì?

Tác giả đã sàng lọc và tuyển chọn được 4 chủng vi khuẩn nội sinh ưu thế ký hiệu là P01, KPT, LC, X02 (cùng với chủng B03). Các chủng này mang đặc tính đa chức năng: Có hoạt tính đối kháng mạnh với nấm C. gloeosporioides (in vitro và trên mô lá, cành non), có khả năng sinh chất kích thích sinh trưởng Indole-3-acetic acid (IAA) và có khả năng hòa tan phốt phát khó tan (phân giải lân).

3. Điều kiện sinh thái tối ưu cho sự sinh trưởng của nấm Colletotrichum gloeosporioides là gì?

Qua các thí nghiệm khảo sát trên môi trường PDA, nấm C. gloeosporioides sinh trưởng tối ưu ở dải nhiệt độ 25°C–28°C (ngừng phát triển ở nhiệt độ < 10°C và > 35°C), độ ẩm không khí tối ưu từ 80% đến 90%, và dải pH môi trường thích hợp nhất là 5,5–6,5.

4. Các thông số tối ưu để nhân sinh khối vi khuẩn nội sinh được xác định như thế nào?

Quy trình nhân sinh khối vi khuẩn nội sinh đạt mật độ tế bào cao nhất khi nuôi cấy trong môi trường lỏng tối ưu, nhiệt độ nuôi cấy duy trì ở 28°C–30°C, tốc độ lắc từ 150 đến 180 vòng/phút và thời gian nuôi cấy thu sinh khối từ 36 đến 48 giờ.

5. Phương thức xử lý chế phẩm vi khuẩn nội sinh nào đạt hiệu quả kích kháng cao nhất ở giai đoạn vườn ươm?

Trong 3 phương thức thử nghiệm tại vườn ươm (tiêm dịch vi khuẩn vào thân cây, phun dịch lên bề mặt tán lá và tưới dịch vào gốc), phương pháp tiêm và phương pháp phun mang lại hiệu quả kích kháng rõ rệt nhất, làm giảm đáng kể tỷ lệ bị bệnh và mức độ bị bệnh khô cành ngọn khi gây nhiễm nấm nhân tạo so với đối chứng không xử lý.

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Vũ Văn Định đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu xác định cơ sở khoa học và thực tiễn của việc sử dụng vi khuẩn nội sinh để phòng trừ bệnh khô cành ngọn trên cây Keo tai tượng (Acacia mangium Willd.) tại miền Bắc Việt Nam. Công trình đã chứng minh nấm Colletotrichum gloeosporioides Strain là tác nhân gây bệnh chính, đồng thời tuyển chọn thành công 4 chủng vi khuẩn nội sinh bản địa (P01, KPT, LC, X02) vừa có hoạt tính đối kháng nấm bệnh, vừa có khả năng sinh IAA và phân giải lân. Kết quả ứng dụng chế phẩm vi sinh ở vườn ươm và rừng trồng 1 năm tuổi đã khẳng định hiệu quả giảm thiểu bệnh khô cành ngọn và kích thích sinh trưởng cây trồng, cung cấp luận cứ kỹ thuật cho công tác quản lý dịch hại rừng trồng theo hướng sinh học bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu về Keo tai tượng, nghiên cứu về bệnh hại keo, nghiên cứu biện pháp phòng trừ bệnh hại keo, nghiên cứu về tính kích kháng bệnh của cây trồng, nghiên cứu về vi sinh vật nội sinh, điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu. - Chương 2: Đối tượng, địa điểm, nội dung và phương pháp nghiên cứu - Chương 3: Kết quả về nghiên cứu bệnh khô cành ngọn Keo tai tượng, vi khuẩn nội sinh và khả năng kích kháng nấm gây bệnh, nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi khuẩn nội sinh, nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi khuẩn nội sinh để kích kháng bệnh khô cành ngọn Keo tai tượng. - Kết luận, tồn tại và kiến nghị - Tài liệu tham khảo - Danh mục các công trình khoa học đã công bố liên quan đến luận án - Phần phụ lục 6 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 1.

Nghiên cứu về Keo tai tượng Keo tai tượng (Acacia mangium Willd) là loài cây sinh trưởng nhanh, thuộc nhóm loài cây gỗ lớn, chiều cao đạt tới 30m, đường kính trên 60cm. Hoa lưỡng tính, tràng hoa màu kem, nhị nhiều vươn dài, hoa có mùi thơm, vị ngọt nhẹ. Quả có màu xanh lá cây rộng 3-5mm dài 7-8 cm, lúc chín có màu đen. Quả non thẳng, sau đó quả xoăn lại bện vào nhau thành những bó không đều.

Các hạt có màu nâu đen, sáng bóng hạt dài từ 3-5mm và rộng 2-3mm. Keo tai tượng có thân thẳng đẹp, rễ có nốt sần có khả năng cải tạo đất, song có nhược điểm là rễ nông, dễ bị đổ khi có gió bão (MacDicken và Brewbaker, 1984)[78]. Các tính chất cơ lý của gỗ Keo tai tượng tăng theo tuổi và biến động rất lớn giữa các cây. Gỗ Keo tai tượng có tỷ trọng trung bình từ 0,45-0,5 nhưng ở giai đoạn 12 tuổi có thể đạt 0,59.

Keo tai tượng 14 năm tuổi có tỷ trọng tăng từ lõi ra vùng giữa thân và giảm tới phần giác (MacDicken và Brewbaker, 1984)[78]. Keo tai tượng có nguồn gốc từ Australia, Papua New Guinea (PNG) và Indonesia đã trở thành một loài cây được trồng phổ biến ở vùng nhiệt đới. Keo tai tượng được đưa vào trồng ở Trung Quốc từ những năm 1960, những năm sau có khoảng 200.000ha Keo tai tượng được trồng ở phía Nam Trung Quốc gồm 4 tỉnh là Hải Nam, Quảng Đông, Quảng Tây và Vân Nam, tốc độ trồng rừng hàng năm khoảng 20. Có 179 xuất xứ và 469 gia đình thuộc 21 loài keo được khảo nghiệm ở miền Nam Trung Quốc với tổng diện tích là 130ha, Keo tai tượng là một trong ba loài keo đã được đưa vào trồng rừng trên diện rộng nhằm cung cấp gỗ.

Dựa vào sinh trưởng và dạng thân chọn được các xuất xứ có triển vọng là Abergowie (Qld), Claudie River (Qld), Oriomo (PNG). Trung Quốc đã xây dựng được 40ha rừng giống, vườn giống tại Quảng Đông và Hải Nam, bao gồm cả vườn giống thế hệ 1 và 1,5. Theo ước tính, các rừng giống và vườn giống này có thể cung cấp 7 khoảng 1.000kg hạt giống/năm. Nhờ có các hoạt động cải thiện giống của các dự án ACIAR 8457 và 8848 từ những năm 1990 mà gỗ keo đã có thể sử dụng làm gỗ dán, ván sàn, đồ mộc… qua đó lợi nhuận thu được cũng tăng lên đáng kể.

Vào những năm 1980 giá của gỗ keo chỉ là 8USD/m3, còn giá gỗ rừng trồng từ những nguồn giống đã được cải thiện là 18USD/m3 [90]. Từ những năm 1980, các lô hạt giống thu hái ở vùng nguyên sản đã được gửi tới 90 nước trên thế giới, trong đó có Philippin, Malaixia, Thái Lan, Indonesia, Ấn Độ, Bănglađet, Fiji, Trung Quốc và Việt Nam. Keo tai tượng có sức sinh trưởng nhanh, trên điều kiện lập địa ở Sabah - Malaixia sau 10 - 13 năm cây đạt chiều cao 20 - 25m và đường kính 20 - 30cm, tăng trưởng bình quân ở đây là 44m3/ha/năm và cũng ở Sabah trong một khảo nghiệm ở tuổi 4, xuất xứ tốt nhất đạt chiều cao 20,17m và đường kính 14,4cm. Ở một số nước trên thế giới việc trồng Keo tai tượng làm nguyên liệu công nghiệp với quy mô lớn đã được thực hiện từ rất sớm và công tác cải thiện giống cũng được chú trọng ngay từ đầu.

Các nghiên cứu thường tập trung vào việc tìm ra những xuất xứ, dòng có năng suất và chất lượng tốt. Điển hình như ở Công Gô, diện tích rừng trồng keo bằng cây hom từ năm 1978 đến năm 1986 là 23.407ha với tăng trưởng bình quân ở tuổi 6 của các dòng vô tính được chọn là 35m3/ha/năm so với 12m3/ha/năm ở các lô hạt đại trà. Các dự án nghiên cứu của CSIRO vào những năm 1980 tại các nước Đông Nam Á, Ôxtrâylia và Fiji đã cơ bản xác định được các xuất xứ có triển vọng cho các nước tham gia như các xuất xứ PNG được đánh giá là phù hợp với điều kiện lập địa của Trung Quốc, Đài Loan (Harwood và William,1991)[63], (Racz và Zakaria, 1986)[93], (Wu, S. Keo được đưa vào khảo nghiệm và gây trồng ở Philippin từ những năm 1980.

Trong đó Keo tai tượng được đánh giá là rất có triển vọng, năng suất của rừng trồng 10 tuổi đạt tới 32m3/ha/năm. Qua khảo nghiệm đã xác định được 4 xuất xứ tốt nhất là Kini, Bensbach, Wipim (PNG), Claudie River (Qld). Tính đến cuối năm 1990, diện tích rừng trồng Keo tai tượng ở Sabah - Malaixia khoảng 14. Kết 8 quả khảo nghiệm xuất xứ 6,1 tuổi cho thấy 3 xuất xứ có triển vọng là Western Province (PNG), Claudie River (Qld) với D1.3 = 19,1cm và Olive River (Qld) với giá trị tương ứng là 18,7cm.

Còn ở khảo nghiệm xuất xứ 5,7 tuổi đã xác định được 3 xuất xứ tốt nhất là Broken Pole Creke (Qld), Abergowrie (Qld), và Olive River (Qld) (Racz và Zakaria, 1986)[94], (Khamis, 1991)[69]. Keo tai tượng trồng trên quy mô công nghiệp đã được triển khai ở Inđônêxia từ đầu những năm 1980, đến năm 1990 đã có xấp xỉ 38.000ha rừng trồng Keo tai tượng cung cấp gỗ nguyên liệu giấy và gỗ xẻ. Dự án trồng rừng của công ty MHP - Inđônêxia với tổng diện tích 193.500ha, trong đó diện tích trồng Keo tai tượng chiếm 90%. Năm 1990 công ty đã thiết lập được khu rừng giống 17 ha bằng hạt của 79 cây trội; trong 2 năm 1991 - 1992 đã trồng 92,92ha rừng giống gồm các xuất xứ là Claudie River, Gubam, Wipim - Oriomo, Derideri… với số lượng cây mẹ từ 15 - 140 cây mẹ do Trung tâm giống Australia cung cấp.

Từ năm 1993 - 1997 công ty đã xây dựng được 35,63ha vườn giống thế hệ 1. Tổng sản lượng hạt giống từ năm 1995 - 2005 của các vườn giống là 5.143,4kg và của các rừng giống là 6. Sau đó công ty đã trồng được 42,45ha vườn giống thế hệ 2 từ năm 2000 - 2005; Công ty cũng đã thiết lập 2 ha vườn giống sản xuất hạt lai cho Keo tai tượng và Keo lá tràm năm 1996. Hạt sẽ được thu hái và chọn cây lai tại vườn ươm.

Đây là hướng chọn giống lai tự nhiên đơn giản và dễ thực hiện, vì lai nhân tạo cho các loài keo rất khó, hoa của chúng rất nhỏ (Arif Nirsatmanto, 2005)[40]. Hàng loạt các nghiên cứu về sinh lý, lâm sinh của CSIRO đã được thực hiện ở nhiều quốc gia cho thấy việc bổ sung photpho và kali cho cây là rất cần thiết. Các nghiên cứu ở Trung Quốc đã được tiến hành khá đầy đủ như cây hấp thụ 153,8kg nitơ/ha và kỹ thuật trồng rừng thâm canh đã được chấp nhận thay cho phương pháp quảng canh vốn có. Nghiên cứu ở Malaixia cho thấy độ sâu đất và địa hình có ảnh hưởng rất rõ đến sinh trưởng của cây, khi trồng Keo tai tượng ở đất phù sa dưới chân đồi cho năng suất gỗ gần gấp đôi ở đỉnh đồi mặc dù hai nơi chỉ cách nhau khoảng 100m.

Ở Malaysia, song song với công tác cải thiện giống, các biện pháp kỹ thuật lâm sinh cũng đã được thử nghiệm nhằm chuyển hoá rừng trồng cung cấp 9 nguyên liệu dăm và bột giấy có giá trị kinh tế thấp thành rừng trồng cung cấp gỗ xẻ với biện pháp tỉa cành và tỉa thưa, nhằm làm tăng chiều cao dưới cành (Hdc > 9m) của Keo tai tượng (Racz và Zakaria, 1986)[94]. Từ năm 1989 ở Nam Phi đã có những nghiên cứu về sinh trưởng của dòng vô tính của Keo tai tượng. Kết quả cho thấy rừng trồng bằng cây con từ hạt năng suất bình quân đạt 21,9m3/ha/năm, trong khi các dòng vô tính trồng đại trà đạt trên 30 m3/ha/năm. Nhân giống vô tính Keo tai tượng đã được một số tác giả nghiên cứu.

Các cây mẹ trẻ tuổi của Keo tai tượng có thể sử dụng công nghệ đơn giản, có thể tiến hành giâm hom quanh năm tuy nhiên giá thành cây hom cao hơn cây hạt. Tóm lại: Các công trình nghiên cứu về khảo nghiệm xuất xứ và kỹ thuật gây trồng một số loài keo là khá đầy đủ và chi tiết, các tác giả đã chọn ra được những dòng, xuất xứ Keo tai tượng có triển vọng để phục vụ công tác chọn giống trồng rừng. Những nghiên cứu về nhân giống, nghiên cứu về gỗ keo cũng được đề cập đây là những thông tin quan trọng và có ý nghĩa để phục công tác nghiên cứu khoa học. Nghiên cứu về bệnh hại keo Roger L.

(1954)[97] đã nghiên cứu một số bệnh hại trên cây keo. Keo tai tượng (Acacia mangium Willd) bị bệnh khô cành ngọn hay còn gọi là chết ngược do loài nấm Glomerella cingulata (giai đoạn vô tính là Colletotrichum gloeosporioides) đó là nguyên nhân chủ yếu gây thiệt hại trong vườn giống ở Papua New Guinea. Ngoài ra loài nấm này còn gây hại các loài keo khác. Đặc biệt dưới điều kiện khí hậu ẩm ướt bệnh phát triển mạnh.

Bệnh khô cành ngọn Keo tai tượng gây thiệt hại lớn về mặt kinh tế cho một số quốc gia ở khu vực Đông Nam Á. Ở viện Nghiên cứu Lâm nghiệp Kerela, Ấn Độ phát hiện ra bệnh phấn hồng do nấm Corticium salmonicolor trên vùng trồng Keo lá tràm (A. Auricuformis) ở một số địa phương bang Kerela, tỷ lệ cây chết do bệnh phấn hồng khoảng 10%. Triệu chứng của bệnh như sau: Cành chính bị héo và bị chết, vùng bị nhiễm bệnh được đặc trưng bằng lớp vỏ màu hồng và vết loét bắt đầu phát triển.

Các chồi ngủ 10 bên dưới vết loét tiếp tục phát triển nhưng cũng bị chết trong mùa sau, khi bệnh lan xuống phía dưới. Keo tai tượng ở Malaysia bị bệnh rỗng ruột khá phổ biến, triệu chứng bệnh rỗng ruột rất khó có thể nhận thấy từ bên ngoài vì bệnh xảy ra ở bên trong thân nhưng cây không bị chết.